Arktiske floder giver fingeraftryk af kulstofudledning fra optøende permafrost

Tilbagemeldingen mellem et opvarmende klima og accelereret frigivelse af kulstof, der i øjeblikket er frosset ned i permafrost omkring Arktis, er en af ​​de store udfordringer i den nuværende klimaforskning. En undersøgelse offentliggjort i denne uge i Procedurer fra National Academy of Sciences af et team af forskere under ledelse af Stockholms universitet brugte radiocarbon-datering af kulstof i fire store sibirisk-arktiske floder til at lokalisere mønstrene for gammel kuludledning fra permafrost i det nordlige Eurasien.

Arktisk permafrost og tørvemarker udgør frosne giganter i den globale kulstofcyklus. I de øverste få meter, den arktiske permafrost lagrer næsten dobbelt så meget kulstof som atmosfærisk CO ₂ og mere end 200 gange så meget som atmosfærisk metan. De store mængder af i øjeblikket sovende permafrostkulstof kan optøs og mobiliseres i stigende grad, efterhånden som klimaopvarmningen skrider frem - og kan derefter fodre yderligere CO ₂ og metan i atmosfæren for at fremskynde klimaopvarmningen. Denne klima-kulstof-feedback er svær at vurdere, da permafrost-tø er meget forskellig i Arktis, og data fra fjerntliggende områder er begrænsede. Den nye undersøgelse giver en ny vinkel ved at bruge radiocarbon -signalet fra store floder til at forstå permafrostoptøning og kulstofmobilisering i deres opland.

"Floder transporterer kulstof fra forskellige kilder i deres opland, herunder kulstof mobiliseret fra optøning af permafrost eller sammenfaldende tørv samt kulstof fra jordoverfladen. Radiocarbon dating hjælper os med at skelne kulstof fra disse forskellige kilder, "siger Birgit Wild, forsker ved Stockholms universitet og hovedforfatter af undersøgelsen.

Gammelt kulstof, der har været bevaret i dybe permafrost- eller tørveaflejringer i tusinder af år, indeholder således mindre radiocarbon end moderne kulstof på jordoverfladen. Forskergruppen beregnede strømmen af ​​permafrost og tørvkulstof i de store sibiriske floder Ob, Yenisey, Lena og Kolyma ved at kombinere en database med radiocarbon i forskellige aflejringer med overvågning af radiocarbon i floderne over ti år og alle årstider.

Undersøgelsen viser, at permafrost og tørvkulstof kun bidrog til 12% af det opløste organiske kulstof i disse floder, men til mere end halvdelen af ​​det partikelformige organiske kulstof. Sæsonmæssige forskelle tyder på, at gradvis optøning af det sæsonfrosne aktive lag og af overfladepermafrost er hovedkilden til permafrost- og tørveafledt kulstof i opløst form, der henviser til, at den i partikelform i vid udstrækning stammer fra sammenbruddet af dybere aflejringer, der dannede sig for tusinder af år siden. Forskelle i de relative mængder af opløst kontra partikelformig permafrost og tørvecarbon mellem floder var i overensstemmelse med forskelle i typen og omfanget af permafrost i deres bassiner.

"Radiocarbon -signalet fra især partikelformigt organisk kulstof i floder kan være et følsomt redskab til at overvåge kulstofudslip fra optøende permafrost i de kommende årtier, "tilføjer Örjan Gustafsson, professor ved Stockholms universitet og leder af teamet.